【状元之路】（新课标通用）2022高考生物一轮复习 第23讲 从杂交育种到基因工程

【状元之路】（新课标通用）2022高考生物一轮复习第23讲从杂交育种到基因工程考题反馈抓落实自主演练我成功1.下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是(　　)A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性内切酶的活性受温度影响C．限制性内切酶能识别和切割RNAD．限制性内切酶可从原核生物中提取答案：C解析：限制性内切酶主要存在于微生物中。一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。其作用对象不是RNA分子，故C错误。2．质粒是基因工程中最常用的运载体，有关质粒的说法正确的是(　　)A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B．细菌的基因只存在于质粒上C．质粒为小型环状DNA分子，存在于拟核(或细胞核)外的细胞质基质中D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一答案：C解析：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的，故A错误；细菌的基因除少部分在质粒上外，大部分在拟核中的DNA分子上，故B错误。3．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是(　　)A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞答案：A解析：本题考查基因工程的工具和基本操作步骤，意在考查考生对基因工程技术过程的理解及应用于实际生产生活中的能力。限制性核酸内切酶切割的是DNA，9\n而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。4．下列叙述符合基因工程概念的是(　　)A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上答案：B解析：本题考查基因工程的概念，意在考查考生的理解能力。基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是一种人为的操作过程。A属于细胞工程；B符合基因工程的概念；C属于诱变育种；D是自然发生的，不是人为操作的，不属于基因工程。5．人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是(　　)A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、CB．②要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C．如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C答案：B解析：①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。6．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是(　　)高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1雄配子幼苗选出符合生产要求的品种A．过程①的作用原理为染色体变异B．过程③必须经过受精作用C．过程④必须使用生长素处理幼苗9\nD．此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4答案：D解析：图示为单倍体育种，过程①原理为基因重组；③是将花药培育为幼苗，属于植物组织培养；④过程应该用一定浓度的秋水仙素处理幼苗。7．某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表，限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是(　　)酶a切割产物(bp)酶b再次切割产物(bp)2100∶1400∶1000∶5001900∶200∶800∶600∶1000∶500A．在该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个B．酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接C．酶a与酶b切断的化学键不相同D．用酶a切割与该线性DNA碱基序列相同的质粒，得到4种切割产物答案：A解析：依线性DNA分子用限制酶a切割后产生4个DNA片段，可推知该DNA分子中含有3个酶a的切点；经酶a切割后再用酶b切割，产生了6个片段，说明该DNA分子中含有2个酶b的切点，故A正确。依图示可知酶a和酶b切割后将产生相同的黏性末端，因此能够相互连接，故B错误；酶a与酶b切断的化学键均为核苷酸之间的磷酸二酯键，故C错误；若用酶a切割环状DNA分子，将获得3种切割产物，故D错误。8．如图所示为由①②两个水稻品种培育出④⑤⑥三个品种的过程，下列叙述正确的是(　　)A．步骤Ⅲ中通常使用花药离体培养法B．步骤Ⅳ中通常用物理或化学的方法进行诱变育种C．由③经步骤Ⅲ、Ⅴ培育出⑤的方法属于多倍体育种9\nD．由①和②经步骤Ⅰ、Ⅱ培育出⑤，育种时间最短答案：A解析：由③经④到⑤为单倍体育种，也是时间最短的育种方法，所以步骤Ⅲ通常使用花药离体培养法，A正确，C、D错误；由③经步骤Ⅳ培育的⑥为多倍体育种而不是诱变育种，B错误。9．为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是(　　)A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B．过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料C．过程③包括组织培养的过程D．图中筛选过程不改变抗病基因频率答案：D解析：过程①属于杂交育种，通过连续自交，不断淘汰不需要的类型，后代纯合高蔓抗病植株的比例越来越高；过程②属于单倍体育种，由于F1植株的基因型相同，所以取任一植株的花药离体培养都能达到相同的目的；过程③是植物组织培养的过程。图中筛选过程使抗病基因频率升高。10．现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两作物品种，为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的。下列有关快速育种方案的叙述中，正确的是(　　)A．每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)杂交就可以达到目的B．利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的C．制备纯合的亲本对长期培育杂交种是必要的D．只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的答案：C解析：达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，就必须先培育出BBcc和bbCC的纯合子，可以利用单倍体育种或连续自交的方法，选出纯合子。11．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是(　　)9\nA．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变答案：C解析：根据题意可知F1基因型是DdTt，F1自交得F2，根据基因的自由组合定律可得F2中重组类型占3/8，纯合子占1/4。后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为1/4。后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体数目发生改变。12．(2022·山东德州模拟)玉米(2n＝20)是一种雌雄同株植物。下表表示5个玉米纯系的表现型、相应的基因型及基因所在的染色体。其中②～⑤品系均只有一个性状属隐性，其他性状均为显性。品系①②粒色③节长④果穗长短⑤茎高表现型(基因型)显性(纯合子)白粒(bb)短节(ee)短果穗(aa)矮茎(dd)所在染色体Ⅰ、Ⅲ、ⅣⅠⅠⅢⅣ(1)如果研究玉米的基因组，应测定________条染色体上的DNA碱基序列。(2)若要进行自由组合定律的实验，选择品系②和③作亲本是否可行？________；原因是___________________________________。(3)选择品系③和⑤做亲本杂交得F1，F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，纯合子的几率为________。(4)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)玉米杂交种的目的，科研人员设计了以下快速育种方案。9\n①请在括号内填写相关的基因型。②处理方法A和B分别是指________、________。以上方案所依据的育种原理有________。答案：(1)10(2)不可行　控制粒色和节长的基因位于同一对同源染色体(Ⅰ)上(3)1/9(4)①答案如图②花药离体培养　秋水仙素处理　基因重组和染色体变异解析：(1)由于玉米是雌雄同株的植物，不含性染色体，所以研究玉米基因组时测定10条染色体。(2)由于控制粒色和节长的基因在一对同源染色体上，所以选择品系②和③研究基因自由组合定律不可行。(3)品系③和⑤控制节长、茎高的基因型分别是eeDD和EEdd，杂交得F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎E_D_的植株占：3/4×3/4＝9/16，其中纯合子的几率为1/9。(4)欲快速获得长果穗黄粒(AaBb)玉米杂交种，需选择单倍体育种的方法，选择的亲本分别是长果穗白粒和短果穗黄粒，待它们开花后取花药离体培养，并用秋水仙素处理加倍得到可育植株，然后让这两种可育植株杂交获得AaBb种子，该过程利用的原理是基因重组和染色体变异。1.(2022·海南单科)已知小麦无芒(A)与有芒(a)为一对相对性状，用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变。为了确定基因A是否突变为基因a，有人设计了以下4个杂交组合，杂交前对每个组合父本的花药进行诱变处理，然后与未经处理的母本进行杂交。若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变，则最佳的杂交组合是(　　)A．♂无芒×♀有芒(♂AA×♀aa)9\nB．♂无芒×♀有芒(♂Aa×♀aa)C．♂无芒×♀无芒(♂Aa×♀Aa)D．♂无芒×♀无芒(♂AA×♀Aa)答案：A解析：本题考查育种原理及其应用的知识。在四个选项中，A选项中♀、♂个体均为纯合子，是具有相对性状的亲本组合，其杂交后代只有一种表现型，即显性性状，若♂无芒个体中A突变为a，则杂交后代将会出现有芒和无芒，A选项适合；而B、C、D选项中，其亲本♀、♂个体，均有杂合子，故通过杂交实验无法检测♂无芒个体中的基因A是否突变为基因a。2．(2022·浙江理综)玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。请回答：(1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常________，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有________的特点，该变异类型属于________。(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是________________。(3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生________种配子。(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。答案：(1)表达　有害性　基因突变(2)诱变育种　基因重组(3)4(4)9\n解析：此题考查基因突变、遗传育种等知识。(1)γ射线照射玉米种子，可能会导致叶绿素合成基因发生突变，产生白化苗，该种变异对幼苗本身是有害的。(2)本实验中运用了多种育种方法。γ射线照射种子是运用了诱变育种方法；抗病矮秆(乙)和不抗病高秆(丙)杂交得到F1，运用了杂交育种方法；最后选取F1中抗病高秆植株的花药进行离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理后得到纯合二倍体的抗病高秆植株，这是单倍体育种方法。花药离体培养过程中，可通过诱导愈伤组织分化成胚状体获得再生植株，也可直接诱导愈伤组织分化出根、芽，获得再生植株。(3)不抗病矮秆(甲)和抗病高秆(丁)杂交，子一代均为抗病高秆，这说明抗病、高秆均为显性，故甲、丁基因型分别为aabb、AABB。由甲突变来的乙、丙植株基因型分别为Aabb、aaBb。乙与丙杂交得到的F1中抗病高秆植株基因型为AaBb，AaBb植株可产生Ab、AB、aB、ab四种配子。(4)乙、丙植株基因型分别为Aabb、aaBb。书写遗传图解时注意不要漏写P、配子、F1及各种表现型的比例等。3．(2022·江苏单科)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经________________方法培育而成，还可用植物细胞工程中________方法进行培育。9\n(2)杂交后代①染色体组的组成为________，进行减数分裂时形成________个四分体，体细胞中含有________条染色体。(3)杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体___________________________。(4)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为______________。答案：(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍　植物体细胞杂交(2)AABBCD　14　42(3)无同源染色体配对(4)染色体结构变异解析：此题考查多倍体及多倍体育种相关的知识。(1)异源多倍体AABBCC是由两种植物AABB与CC远缘杂交产生的后代ABC，再经过秋水仙素诱导染色体数目加倍形成。在生产中还可由AABB细胞与CC细胞通过诱导融合产生。(2)亲本AABBCC和AABBDD杂交，杂交后代①的基因组成为AABBCD。杂交后代①体细胞中染包体数目为7×6＝42条，该个体减数分裂时，由于C、D组染色体无同源染色体配对，因此只形成7×2＝14个四分体。(3)C组染色体由于无同源染色体配对，故减数分裂时易丢失。(4)射线照射有可能引起C组携带抗病基因的染色体片段裂断，而后又重接到普通小麦的A或B组染色体上，这种变异称为易位，属于染色体结构变异。9